Question

請你參與某學習小組研究性學習的過程，并協助完成相關任務。

【研究課題】探究水壺內部水垢的主要成分

【查閱資料】通過查閱資料知道，天然水和水垢所含的物質及其溶解性如下表：

物  質	Ca(HCO3)2	Mg(HCO3)2	Ca(OH)2	Mg(OH)2	CaCO3	MgCO3
溶解性	可溶	可溶	微溶	不溶	不溶	微溶

【提出猜想】水垢的主要成分一定含有Mg(OH)₂和         ，可能含有Ca(OH)₂和        。

【設計方案】

（1）甲同學在燒杯中放入少量研碎的水垢，加入適量蒸餾水充分攪拌，靜置。取上層清液滴入Na₂CO₃溶液 ，如果沒有白色沉淀，說明水垢中無             (填化學式)。

（2）乙同學設計了下列實驗裝置，進一步確定水垢中含有碳酸鹽的成分。

其主要實驗步驟如下：

①按圖組裝儀器，將50g水垢試樣放入錐形瓶中，逐滴加入足量稀鹽酸。若D瓶增重22g，則水垢全部是CaCO₃。

②待錐形瓶中不再產生氣泡時，打開活塞b，從導管a處緩緩鼓入一定量的空氣；

③稱量D瓶內物質增加的質量；

④重復②和③的操作，直至D瓶內物質質量不變。

測量滴加稀鹽酸體積與D瓶內物質增加質量的關系如圖曲線所示；

【評價】

①A瓶中的NaOH溶液起到                  作用。若A瓶中無NaOH溶液，D瓶中的質量將           （填“增大”、“不變”或“減小”）。

②一般情況下，兩種不同金屬形成的碳酸鹽與足量鹽酸反應時，若兩金屬的化合價相同、兩種鹽的質量相同，則相對分子質量小者放出的氣體多。分析曲線圖可知：水垢中一定含有（化學式），理由是                                               。

③裝置圖中“？”所指處有三根導管同時穿過橡膠塞，已知：導管的直徑為8mm，橡膠塞細段直徑為3cm。從堅固和美觀的角度考慮，請你在由圖中標出應在哪三點打孔為好（用圓圈“○”表示打孔位置）。                 

以上實驗         （填“能夠”或“不能”）檢測出水垢中含有Mg(OH)₂。

 

Answer 1

【答案】

【提出猜想】     CaCO₃                 MgCO₃        

【設計方案】（1）   Ca（OH）₂        

（2）【評價】①  吸收空氣中的二氧化碳           增大          

 ②  MgCO₃     

理由  實際生成的二氧化碳的質量是24g，大于22g        

(3)     不能        （填“能夠”或“不能”）

（只要不在同一直線就可，構成等邊三角形最好）

【解析】根據物質的溶解性考慮沉淀一定含有的成分和可能含有的成分；根據能與氫氧化鈣反應產生沉淀考慮需要的物質是碳酸鹽；根據硫酸（鹽酸）與碳酸鈣反應的現象不同考慮；本題測定碳酸鹽主要是通過碳酸鹽與酸反應產生二氧化碳來測定，最后裝置內有二氧化碳，要通過空氣將二氧化碳排到裝置的右端要考慮空氣中二氧化碳的影響，根據碳酸鈣與鹽酸反應生成二氧化碳的質量與碳酸鎂與鹽酸反應生成二氧化碳的質量大小判斷是否含有碳酸鎂．